DE102018208006A1

DE102018208006A1 - Dachrahmenkonstruktion für busse

Info

Publication number: DE102018208006A1
Application number: DE102018208006.2A
Authority: DE
Inventors: Jong Min Kim; Seung Jae Min
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp; Industry University Cooperation Foundation IUCF HYU
Current assignee: Hyundai Motor Co; Industry University Cooperation Foundation IUCF HYU; Kia Corp
Priority date: 2017-12-04
Filing date: 2018-05-22
Publication date: 2019-06-06
Also published as: US20190168814A1; CN109866833B; KR20190065609A; US10625789B2; CN109866833A

Abstract

Es wird eine Dachrahmenkonstruktion für Busse offenbart. Die Konstruktion umfasst eine Vielzahl von Bogenteilen, die in Längsrichtung des Busses voneinander beabstandet vorgesehen sind, und eine Vielzahl von Stützelementen, die zwischen der Vielzahl von Bogenteilen angeordnet sind. Jedes Bogenteil erstreckt sich in Querrichtung des Busses und zumindest einige Stützelemente von der Vielzahl von Stützelementen sind mit einem vorbestimmten Winkel gegenüber der Längsachse des Busses geneigt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Dachrahmenkonstruktion für Busse, insbesondere auf eine Dachrahmenkonstruktion für Busse, die das Gesamtgewicht namhaft reduziert und die Steifigkeit der Struktur verbessert.
HINTERGRUND
Im Allgemeinen ist ein Bus ein Fahrzeugtyp, der im Vergleich zu einem kompakteren Fahrzeug für die Beförderung einer großen Anzahl von Fahrgästen ausgelegt ist. Ein typischer Bus besteht aus einem Frontend mit Windschutzscheibe für den Blick auf die Straße, zwei Seitenwänden und einem Heck, in dem der Motor untergebracht ist, einem Boden und einem Dach. Das Dach besteht aus einer äußeren Dachfläche und einer Dachrahmenkonstruktion. Die Dachrahmenkonstruktion kann eine Vielzahl von Dachbogenteilen und eine Vielzahl von Dachträgern aufweisen, und die äußere Dachfläche kann die Dachrahmenkonstruktion bedecken. Vor einiger Zeit wurden Niederflurbusse eingeführt. Im Vergleich zu herkömmlichen Bussen hat der Niederflurbus einen flachen und niedrigen Boden, wodurch die Stufen an den Eingängen des Busses entfallen und die Zugänglichkeit für ältere Menschen, Menschen mit Behinderungen und schwangere Frauen verbessert wird.
Da also der Boden des Niederflurbusses abgesenkt ist, kann ein Kraftstofftank, wie z.B. ein Erdgastank, auf dem Dach des Busses angeordnet werden. So hat der Niederflurbus einen hohen Schwerpunkt und die Gefahr des Überrollens kann sich erhöhen. Durch den Zusatz von Versteifungen oder Verstärkungsmaterialien zur Verstärkung der Dachrahmenkonstruktion kann sich das Gewicht des Niederflurbusses im Vergleich zu einem typischen Bus um etwa zwei Tonnen erhöhen. Beispielsweise kann der Kraftstoffverbrauch des Niederflurbusses bei ca. 1,7 km/m3 liegen, was im Vergleich zu ca. 2,2 km/m3, dem Kraftstoffverbrauch des typischen Busses, eine Verringerung um ca. 23 % bedeutet. Da der Niederflurbus außerdem eine beträchtliche Menge an Versteifungen oder Verstärkungsmaterialien enthält, kann die Herstellung und Montage des Dachrahmens komplex sein und somit die Herstellungskosten erhöhen. Zum Beispiel können die Kosten für den Niederflurbus ca. 210 Millionen Won betragen, was bei mehr als dem Doppelten der Kosten (z.B. ca. 100 Millionen Won) des typischen Busses liegt.
ÜBERBLICK
Die vorliegende Erfindung stellt eine Dachrahmenkonstruktion für einen Bus zur Verfügung, die im Vergleich zu einer herkömmlichen Struktur leicht ist und eine verbesserte strukturelle Steifigkeit aufweist, um das Risiko eines Überrollens zu verringern und den Kraftstoffverbrauch zu senken.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine Dachrahmenkonstruktion für einen Bus umfassen: eine Vielzahl von Bogenteilen, die in Längsrichtung des Busses voneinander beabstandet sind; und eine Vielzahl von Stützelementen, die zwischen der Vielzahl von Bogenteilen angeordnet sind. Jedes Bogenteil kann in einer seitlichen Richtung des Busses verlängert werden, und mindestens einige Stützelemente aus der Vielzahl von Stützelementen können in einem vorbestimmten Winkel in Bezug auf eine Längsachse des Busses geneigt sein.
Die Bogenteile und die Stützelemente können aus Materialien mit unterschiedlichen Steifigkeiten bestehen, und die Stützelemente können aus einem Material mit einer höheren Steifigkeit als die der Bogenteile bestehen. Die Dachrahmenkonstruktion kann außerdem ein Paar Überhöhungsschienen enthalten, die sich in Längsrichtung des Busses erstrecken. Die Dachrahmenkonstruktion kann außerdem ein Paar Verstärkungsschienen enthalten, die die mehreren Bogenteile in Längsrichtung des Busses verbinden. Die Verstärkungsschienen können parallel zu den Überhöhungsschienen verlaufen.
Die Vielzahl von Stützelementen kann umfassen: eine Vielzahl von ersten Stützelementen, die geneigt sind, um zwei benachbarte Bogenteilen zu verbinden; eine Vielzahl von zweiten Stützelementen, die sich zwischen zwei benachbarten Bogenteilen schneiden und zwei benachbarten Bogenteilen verbinden; und eine Vielzahl von dritten Stützelementen, die geneigt sind, um ein Bogenteil und einen Teil der Überhöhungsschiene neben dem Bogenteil zu verbinden. Die Vielzahl von ersten Stützelementen kann unterschiedliche Neigungsrichtungen haben. Die Vielzahl von ersten Stützelementen kann je nach Belastung der zu tragenden Bauteile unterschiedliche Neigungswinkel aufweisen.
Die Dachrahmenkonstruktion kann ferner eine Vielzahl von vierten Stützelementen umfassen, die einen Teil der Überhöhungsschiene und zwei daran angrenzende Bogenteile verbinden. Zusätzlich kann die Dachrahmenkonstruktion umfassen: mindestens ein fünftes Stützelement, das sich in Querrichtung des Busses erstreckt; und eine Vielzahl von sechsten Stützelementen, die mit dem fünften Stützelement verbunden sind. Das fünfte Stützelement kann mit einem Paar gebogener Enden an beiden Enden befestigt werden, und das fünfte Stützelement kann über das Paar gebogener Enden mit dem Paar Überhöhungsschienen verbunden werden. Die gebogenen Enden des fünften Stützelements können aus einem Material bestehen, dessen Steifigkeit geringer ist als die des fünften Stützelements selbst.
Die Dachrahmenkonstruktion kann ferner eine Vielzahl von Tragprofilen umfassen, in denen die Vielzahl von Bogenteilen und die Vielzahl von Stützelementen je nach Gewicht der zu tragenden Komponenten unterschiedlich angeordnet sind, und die Vielzahl von Tragprofilen in einer Linie in Längsrichtung der Dachrahmenkonstruktion angeordnet sein kann.
Figurenliste
Die oben genannten und andere Objekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungsfiguren ersichtlich:

1 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Dachrahmenkonstruktion für einen mit einer Buskarosserie gekoppelten Bus gemäß einer beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung
2 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Dachrahmenkonstruktion für einen Bus gemäß einer beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung
3 zeigt eine Draufsicht einer Dachrahmenkonstruktion für einen Bus gemäß einer beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung;
4 zeigt eine Detailansicht von Teil A in 3 gemäß einer beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung;
5 zeigt eine Detailansicht von Teil B in 3 gemäß einer beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung; und
6 zeigt eine Detailansicht von Teil C in 3 gemäß einer beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Es versteht sich, dass der Begriff „Fahrzeug“ oder „fahrzeugartig“ oder ein ähnlicher Begriff, wie er hier verwendet wird, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen umfasst, wie Personenkraftwagen einschließlich Sport Utility Vehicles (SUV), Busse, Lastkraftwagen, verschiedene Nutzfahrzeuge, Wasserfahrzeuge einschließlich einer Vielzahl von Booten und Schiffen, Flugzeuge und dergleichen, und umfasst Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Verbrennungsfahrzeuge, Plug-in-Hybridfahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit alternativen Kraftstoffen (z.B. Kraftstoffe aus anderen Ressourcen als Erdöl).
Die hier verwendete Terminologie dient nur der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen und ist nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Die Singularformen „ein“, „einer“ und „der, die das“ sollen auch die Pluralformen umfassen, sofern der Kontext nichts anderes impliziert. Es versteht sich weiter, dass die Begriffe „aufweist“ und/oder „aufweisend“, wenn sie in dieser Beschreibung verwendet werden, das Vorhandensein von angegebenen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen und/oder Komponenten spezifizieren, jedoch nicht das Vorhandensein oder Hinzufügen von einem oder mehreren anderen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen. Wie hierin verwendet, umfasst der Begriff „und/oder“ alle Kombinationen von einem oder mehreren der zugehörigen aufgelisteten Elemente.
Sofern nicht ausdrücklich angegeben oder aus dem Zusammenhang wie hierin verwendet, ersichtlich, wird der Begriff „ungefähr“ als innerhalb eines Bereichs normaler Toleranz in der Technik verstanden, z.B. innerhalb von 2 Standardabweichungen des Mittelwerts. „Ungefähr“ kann als innerhalb von 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,5%, 0,1%, 0,05% oder 0,01% des angegebenen Wertes verstanden werden. Sofern sich aus dem Kontext nichts anderes ergibt, werden alle hier angegebenen Zahlenwerte mit dem Begriff „ungefähr“ versehen.
Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungsfiguren detailliert beschrieben. In den Zeichnungsfiguren werden durchgängig die gleichen Bezugszeichen verwendet, um die gleichen oder gleichwertige Elemente zu bezeichnen. Darüber hinaus wird auf eine detaillierte Beschreibung bekannter Techniken im Zusammenhang mit der vorliegenden Offenbarung verzichtet, um den Kern der vorliegenden Erfindung nicht unnötig zu verschleiern.
Es können Begriffe wie erste, zweite, A, B, (a) und (b) verwendet werden, um die Elemente in beispielhafter Weise zu beschreiben. Diese Begriffe dienen lediglich dazu, ein Element von einem anderen Element zu unterscheiden, und die intrinsischen Merkmale, die Reihenfolge oder Ordnung und dergleichen der entsprechenden Elemente werden durch diese Begriffe nicht eingeschränkt. Solche Begriffe, wie sie in einem allgemein gebräuchlichen Wörterbuch definiert sind, sind so zu interpretieren, dass sie den kontextuellen Bedeutungen im jeweiligen Technikbereich entsprechen, und keinesfalls so zu interpretieren, dass sie ideale oder übermäßig formale Bedeutungen haben, es sei denn, sie sind in der vorliegenden Anmeldung eindeutig als solche definiert.
In Anlehnung an 1 kann eine Dachrahmenkonstruktion 10 für einen Bus nach einer beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung auf einem Buskörper 5 angeordnet werden. Die Dachrahmenkonstruktion 10 für einen Bus kann eine Vielzahl von Bogenteilen 11 und eine Vielzahl von Stützelementen 21, 22, 23, 24, 25 und 26 umfassen. Eine äußere Dachfläche (nicht abgebildet) kann auf einer Oberseite der Dachrahmenkonstruktion 10 für einen Bus angeordnet werden. Jedes Bogenteil 11 kann in einer seitlichen Richtung des Busses verlängert werden, und die mehreren Bogenteile 11 können in einer Längsrichtung des Busses voneinander beabstandet sein. Jedes Bogenteil 11 kann aus einem Metallmaterial, wie z.B. Aluminium, hergestellt werden, das leicht und relativ kostengünstig ist. Dadurch können Gewicht und Kosten der Dachrahmenkonstruktion 10 deutlich reduziert werden.
Ein Abstand zwischen den Bogenteilen 11 kann sich aufgrund der später zu beschreibenden Tragprofile 31, 32 und 33 unterscheiden. Beispielsweise umfasst ein Tragprofil, in dem eine vertikale Last maximal auf die Bogenteile 11 ausgeübt wird, eine beträchtliche Anzahl der Bogenteile 11, wenn der Abstand zwischen den Bogenteilen 11 verschmälert oder verringert wird, und ein Tragprofil, in dem die vertikale Last auf die Bogenteile 11 minimal ausgeübt wird, eine minimale Anzahl der Bogenteile 11, wenn der Abstand zwischen den Bogenteilen 11 vergrößert oder verbreitert wird. Jedes Bogenteil 11 darf eine Form haben, die der der äußeren Dachfläche in Querrichtung entspricht. Zusätzlich kann jedes Bogenteil 11 einen Querteil 11a in einem Mittelteil und ein Paar gebogene Enden 11b an beiden Enden haben. Das Querteil 11a kann sich linear in Querrichtung des Buskörpers 5 erstrecken. Jedes gebogene Ende 11b kann in Richtung Buskörper 5 gebogen werden. Durch diese gebogenen Enden 11b kann die Steifigkeit jedes Bogenteils 11 erhöht werden.
Die Dachrahmenkonstruktion 10 kann ein Paar Überhöhungsschienen 19 enthalten, die sich in Längsrichtung des Busses erstrecken. Das Überhöhungsschienenpaar 19 kann in Querrichtung des Busses symmetrisch an den linken und rechten Rändern der Dachrahmenkonstruktion 10 angeordnet werden. Die Böden der gebogenen Enden 11b können mit den Überhöhungsschienen 19 durch Schweißen, mit Verbindungselementen o.ä. verbunden werden. Die Überhöhungsschienen 19 können mit dem Buskörper 5 gekoppelt werden. Weiterhin kann die Dachrahmenkonstruktion 10 ein Paar Verstärkungsschienen 18 enthalten, die sich in Längsrichtung des Busses erstrecken. Das Paar von Verstärkungsschienen 18 kann parallel zum Paar der Überhöhungsschienen 19 angeordnet werden, um das Paar der Verstärkungsschienen 18 mit der Vielzahl der Bogenteile 11 in Längsrichtung des Busses zu verbinden. Die linke Verstärkungsschiene 18 kann um einen vorgegebenen Abstand von der linken Überhöhungsschiene 19 und die rechte Verstärkungsschiene 18 um einen vorgegebenen Abstand von der rechten Überhöhungsschiene 19 beabstandet sein.
Die Verstärkungsschienen 18 können gemäß einer beispielhaften Ausführung die jeweiligen Enden das Querteile 11a der Bogenteile 11 in Buslängsrichtung verbinden. Da die mehreren Bogenteile 11 durch das Paar Verstärkungsschienen 18 in Buslängsrichtung verbunden sind, kann die Längssteifigkeit der Dachrahmenkonstruktion 10 verstärkt werden.
Zusätzlich können die mehreren Stützelemente 21,22,23,24,25 und 26 zwischen den mehreren Bogenteilen 11 angeordnet sein, und mindestens einige Stützelemente unter den mehreren Stützelementen 21, 22, 23, 24, 25 und 26 können in vorbestimmten Winkeln bezüglich einer Längsachse X1 des Busses geneigt sein. Jedes der Stützelemente 21, 22, 23, 24, 25 und 26 kann aus einem starren Material wie Stahl bestehen, das eine höhere Steifigkeit aufweist als das Material der Bogenteile 11. So können die mehreren Stützelemente 21, 22, 23, 24, 25 und 26 Lasten eines Kraftstofftanks 1, etwa eines Erdgastank, Klimaanlage 2 und dergleichen, die auf dem Dach des Busses montiert sind, stabiler tragen.
Da die Bogenteile 11 und die Stützelemente 21,22,23,24,25 und 26 aus Materialien mit unterschiedlichen Steifigkeiten hergestellt werden können, kann die Struktursteifigkeit erhöht und das Gewicht und die Herstellungskosten deutlich reduziert werden. Die Vielzahl von Stützelementen 21, 22 und 23 kann eine Vielzahl von ersten Stützelementen 21, die geneigt sind, um zwei benachbarte Bogenteile 11 zu verbinden, eine Vielzahl von zweiten Stützelementen 22, die sich zwischen zwei benachbarten Bogenteilen 11 schneiden, und eine Vielzahl von dritten Stützelementen 23, die geneigt sind, um das/die Bogenteil(e) 11 und einen daran angrenzenden Teil der Überhöhungsschiene 19 zu verbinden, umfassen. Jedes erste Stützelement 21 kann in einem vorbestimmten Winkel zur Längsachse X1 des Busses zwischen zwei benachbarten Bogenteilen 11 geneigt werden, wodurch die beiden benachbarten Bogenteile 11 in Neigungsrichtung verbunden werden. Dadurch kann eine strukturelle Steifigkeit zwischen den benachbarten Bogenteilen 11 erreicht werden.
Außerdem kann jede Verstärkungsschiene 18 durch die ersten Stützelemente 21 greifen. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann mindestens ein Paar der ersten Stützelemente 21 symmetrisch zwischen zwei benachbarten Bogenteilen 11 angeordnet werden. Zusätzlich kann die Mehrzahl der ersten Stützelemente 21 aufgrund ihrer Lage in der Dachrahmenkonstruktion 10 unterschiedliche Neigungsrichtungen aufweisen. Wie in 2 dargestellt, kann das Paar der ersten Stützelemente 21 auf der Vorderseite der Dachrahmenkonstruktion 10 eine Neigungsrichtung haben, die einen Spalt zwischen den vorderen Enden der ersten Stützelemente 21 verringert, und das Paar der ersten Stützelemente 21 auf der Rückseite der Dachrahmenkonstruktion 10 kann eine Neigungsrichtung haben, die einen Spalt zwischen den hinteren Enden der ersten Stützelemente 21 verringert.
Darüber hinaus kann die Vielzahl der ersten Stützelemente 21 unterschiedliche Neigungswinkel oder den gleichen Neigungswinkel aufgrund von Belastungen der zu tragenden Bauteile aufweisen. Beispielsweise können die ersten Stützelemente 21 geneigt sein, um das Querteil 11a eines ersten Bogenteils 11 und die dazu benachbarten gebogenen Enden 11b eines zweiten Bogenteils 11 zu verbinden. Die Verstärkungsschiene 18 kann durch die ersten Stützelemente 21 greifen. Als weiteres Beispiel können die ersten Stützelemente 21 geneigt sein, um die gebogenen Enden 11b eines ersten Bogenteils 11 und die gebogenen Enden 11b eines dazu benachbarten zweiten Bogenteils 11 zu verbinden. Die Verstärkungsschiene 18 kann durch die ersten Stützstäbe 21 greifen. In einem anderen Beispiel können die ersten Stützelemente 21 geneigt sein, um das Querteil 11a eines ersten Bogenteils 11 und das dazu benachbarten Querteil 11a eines zweiten Bogenteils 11 zu verbinden.
Zwei oder mehr zweite Stützelemente 22 können sich zwischen zwei benachbarten Bogenteilen 11 kreuzen, und jedes zweite Stützelement 22 kann in einem vorbestimmten Winkel zur Längsachse X1 des Busses geneigt sein. Die zweiten Stützelemente 22 können zwischen zwei benachbarten Bogenteilen 11 verbunden werden, um die strukturelle Steifigkeit zwischen den benachbarten Bogenteilen 11 zu verstärken. Der Aufbau, die Form und ähnliches der zweiten Stützelemente 22 können mit denen der ersten Stützelemente 21 identisch oder ähnlich sein.
Jedes dritte Stützelement 23 kann in einem vorbestimmten Winkel zur Längsachse X1 des Busses geneigt sein, um das (die) Bogenteil(e) 11 und einen daran angrenzenden Teil der Überhöhungsschiene 19 zu verbinden. Beispielsweise kann das dritte Stützelement 23 geneigt sein, um das gebogenen Ende 11b eines ersten Bogenteils 11 und einen daran angrenzenden Teil der Überhöhungsschiene 19 zu verbinden. Als weiteres Beispiel kann das dritte Stützelement 23 geneigt sein, um das gebogene Ende 11b eines ersten Bogenteils 11, einen daran angrenzenden Teil der Überhöhungsschiene 19 und das gebogene Ende 11b eines zweiten Bogenteils 11 zu verbinden. In einem anderen Beispiel kann das dritte Stützelement 23 geneigt sein, um das Querteil 11a eines ersten Bogenteils 11 und einen daran angrenzenden Teil der Überhöhungsschiene 19 zu verbinden. Als weiteres Beispiel kann das dritte Stützelement 23 geneigt sein, um das Querteil 11a eines ersten Bogenteils 11, einen daran angrenzenden Abschnitt der Überhöhungsschiene 19 und das gebogene Ende 11b eines zweiten Bogenteils 11 zu verbinden.
Darüber hinaus kann die Dachrahmenkonstruktion 10 gemäß einer beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung auch eine Vielzahl von vierten Stützelementen enthalten. Jedes vierte Stützelement 24 kann an einem Teil der Überhöhungsschiene 19 befestigt werden, und die Enden des vierten Stützelements 24 können an den gebogenen Enden 11b der daran angrenzenden Bogenteile 11 befestigt werden, um das vierte Stützelement 24 mit den beiden benachbarten Bogenteilen 11 und der Überhöhungsschiene 19 zu verbinden. Durch die Verbindung des Teils der Überhöhungsschiene 19 und der beiden angrenzenden Bogenteile 11 kann das vierte Stützelement 24 die Kantensteifigkeit der Dachrahmenkonstruktion 10 erhöhen. Das vierte Stützelement 24 kann in einem vorbestimmten Winkel zur Längsachse X1 des Busses geneigt oder parallel zur Längsachse X1 des Busses angeordnet sein.
Überdies kann die Dachrahmenkonstruktion 10 nach einer beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung mindestens ein fünftes Stützelement 25 enthalten. Das fünfte Stützelement 25 kann sich in Querrichtung des Busses erstrecken. Beispielsweise kann sich das fünfte Stützelement 25 in einer Richtung senkrecht zur Längsachse X1 des Busses erstrecken. Ein Paar gebogene Enden 25b kann mit beiden Enden des fünften Stützelements 25 gekoppelt werden, die gebogenen Enden 25b können an der Überhöhungsschiene 19 befestigt werden. Das fünfte Stützelement 25 kann über das Paar der gebogenen Enden 25b mit der Überhöhungsschiene 19 verbunden werden. Zusätzlich kann das fünfte Stützelement 25 aus einem starren Material wie Stahl oder einem Verbundwerkstoff bestehen, das eine höhere Steifigkeit aufweist, als das Material des Bogenteils 11. Dementsprechend kann das fünfte Stützelement 25 als Versteifungselement dienen, welches die Steifigkeit der Dachrahmenkonstruktion 10 erhöht. Das Paar von gebogenen Enden 25b kann aus einem Metallwerkstoff, wie z.B. Aluminium, hergestellt werden, wie das des Bogenteils 11.
Das fünfte Stützelement 25 kann in einem Tragprofil (z.B. einem ersten Tragprofil 31 der Dachrahmenkonstruktion 10 in 3 und 4) angeordnet werden, das ein schweres Bauteil wie z.B. einen Erdgastank trägt und dadurch die Tragfähigkeit der Dachrahmenkonstruktion 10 erhöht. Mehrere sechste Stützelemente 26 können mit dem fünften Stützelement 25 verbunden werden, und jedes sechste Stützelement 26 kann in einem vorbestimmten Winkel zur Längsachse X1 des Busses geneigt sein. Die Steifigkeit des fünften Stützelements 25 kann durch das sechste Stützelement 26 weiter erhöht werden. Zusätzlich kann die Mehrzahl der sechsten Stützelemente 26 so angeordnet werden, dass sie sich kreuzen.
Außerdem können die ersten Stützelemente 21, die zweiten Stützelemente 22, die dritten Stützelemente 23, die vierten Stützelemente 24, das fünfte Stützelement 25 und die sechsten Stützelemente 26 in Bezug auf die Längsachse X1 des Busses geneigt sein, wie in den Zeichnungen dargestellt, jedoch ist der Aufbau hierauf nicht beschränkt. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann ein Träger (nicht dargestellt) parallel zur Längsachse X1 des Busses eingebaut werden. Wie in 3 dargestellt, kann die Dachrahmenkonstruktion 10 die mehreren Tragprofile 31, 32 und 33 enthalten, in denen die mehreren Bogenteile 11 und die mehreren Tragprofile 21, 22, 23, 24, 25 und 26 je nach Gewicht der zu tragenden Bauteile unterschiedlich angeordnet sein können. Die mehreren Tragprofile 31, 32 und 33 können in Längsrichtung der Dachrahmenkonstruktion 10 in einer Linie angeordnet werden.
Jedes der Tragprofile 31, 32 und 33 kann nach Art, Gewicht, Größe, Form, Anordnung und dergleichen der auf einem Bus zu montierenden Komponenten variiert werden. Wenn beispielsweise der Kraftstofftank 1, z.B. der Erdgastank, auf der Vorderseite der Dachrahmenkonstruktion 10 und die Klimaanlage 2 auf der Rückseite der Dachrahmenkonstruktion 10 montiert ist, kann die Dachrahmenkonstruktion 10 in ein erstes Tragprofil 31, das eine relativ schwere Komponente wie den Kraftstofftank 1 trägt, ein zweites Tragprofil 32, das eine leichtere Komponente wie die Klimaanlage 2 trägt, und ein drittes Tragprofil 33, in dem keine Komponente montiert ist, unterteilt werden.
Wie in 4 dargestellt, kann der erste Stützabschnitt 31 ein relativ schweres Bauteil wie den Kraftstofftank 1 (z.B. in etwa eine Tonne) tragen. Unter Berücksichtigung der baulichen Gegebenheiten des Busses kann das erste Tragprofil 31 auf der Vorderseite der Dachrahmenkonstruktion 10 angeordnet werden. Das erste Tragprofil 31 kann die Vielzahl der Bogenteile 11 und die Vielzahl der ersten Stützelemente 21, die Vielzahl der zweiten Stützelemente 22 und die Vielzahl der dritten Stützelemente 23 umfassen, die wahlweise zwischen der Vielzahl der Bogenteile 11 angeordnet sind.
Insbesondere kann das erste Tragprofil 31 auch das fünfte Stützglied 25 zur Abstützung des relativ großen und schweren Kraftstofftanks 1 enthalten (es kann z. B. ein erstes Bauteil, wie ein Kraftstofftank, tragen, das schwerer ist als ein zweites Bauteil, wie eine Klimaanlage), und das fünfte Stützglied 25 kann sich neben dem vorderen Ende der Dachrahmenkonstruktion 10 befinden. Die Mehrzahl der sechsten Stützelemente 26 kann mit dem fünften Stützelement 25 verbunden werden. Insbesondere kann das erste Tragprofil 31 das relativ schwere Bauteil stabil abstützen, so dass die Stützsteifigkeit durch das fünfte Stützglied 25 und die Mehrzahl der sechsten Stützglieder 26 verbessert werden kann.
Wie in 5 dargestellt, kann das zweite Tragprofil 32 ein verglichen mit dem im ersten Tragprofil 31 montierten Bauteil relativ leichtes Bauteil wie die Klimaanlage 2 (z.B: in etwa 270 kg) tragen. Unter Berücksichtigung der baulichen Gegebenheiten des Busses kann das zweite Tragprofil 32 auf der Rückseite der Dachrahmenkonstruktion 10 angeordnet werden. Das zweite Tragprofil 32 kann die Vielzahl der Bogenteile 11 und die Vielzahl der ersten Stützelemente 21, die Vielzahl der zweiten Stützelemente 22 und die Vielzahl der dritten Stützelemente 23 umfassen, die wahlweise zwischen der Vielzahl der Bogenteile 11 angeordnet sind.
Da das zweite Tragprofil 32 im Vergleich zum ersten Tragprofil 31 eine relativ leichte Komponente wie die Klimaanlage 2 trägt, können das fünfte Stützelement 25 und das sechste Stützelemente 26 aus dem zweiten Tragprofil 32 entfernt werden. Die im zweiten Tragprofil 32 geforderte Anzahl von Bogenteilen 11 kann jedoch größer sein als die im ersten Tragprofilen 31 geforderte Anzahl von Bogenteilen 11. Beispielsweise kann das erste Tragprofil 31 drei Bogenteile 11 enthalten, während das zweite Tragprofil 32 sechs Bogenteile 11 enthalten kann. Die vorliegende Erfindung ist jedoch darauf nicht beschränkt.
Wie in 6 dargestellt, kann auf eine Tragkonstruktion in Bezug auf eine vertikale Belastung verzichtet werden, da keine Komponente wie z.B. der Kraftstofftank 1 oder das Klimagerät 2 im dritten Tragkörper 33 montiert ist (beispielsweise ist der dritte Tragkörper 33 frei). Da das dritte Tragprofil 33 die Stützsteifigkeit nur mit der Vielzahl der Bogenteile 11 erreicht, kann das dritte Tragprofil 33 die Vielzahl der Bogenteile 11 umfassen, und das dritte Tragprofil 33 kann die ersten Stützglieder 21, die zweiten Stützglieder 22, das fünfte Stützglied 25 und die sechsten Stützglieder 26 vermeiden. Das dritte Tragprofil 33 kann jedoch wahlweise die Mehrzahl der dritten Stützglieder 23 und die Mehrzahl der vierten Stützglieder 24 umfassen, um Torsionssteifigkeit, Längssteifigkeit, Seitensteifigkeit und dergleichen zu unterstützen.
Gemäß einer beispielhaften Verkörperung können, nachdem die Vielzahl der Bogenteile 11 und die Vielzahl der Stützelemente 21,22,23,24,25 und 26 einzeln durch Gießen oder Formen geformt wurden, die Vielzahl der Bogenelemente 11, die Vielzahl der Stützelemente 21, 22, 23, 24, 25 und 26, sowie die Überhöhungsschienen 19 und die Verstärkungsschienen 18 durch Schweißen unter Verwendung von Verbindungselementen oder dergleichen miteinander verbunden werden, um die Dachrahmenkonstruktion 10 herzustellen.
Gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform können die mehreren Stützelemente 21, 22, 23, 24, 25 und 26 und die mehreren Bogenteile 11 durch Umspritzen so geformt werden, dass die Dachrahmenstruktur 10 derart hergestellt werden kann, dass sie eine Struktur aufweist, in der die mehreren Stützelemente 21, 22, 23, 24, 25 und 26 integral mit den mehreren Bogenteilen 11 ausgebildet sind. Nachdem diese Elemente durch Umspritzen entsprechend den Tragprofilen 31, 32 und 33 als eine Vielzahl von Modulen geformt wurden, können die Vielzahl von Modulen mit den Überhöhungsschienen 19 und den Verstärkungsschienen 18 zur Herstellung der Dachrahmenkonstruktion 10 zusammengebaut werden.

Die nachstehende Tabelle 1 zeigt die Verformungstestergebnisse gemäß einer beispielhaften Ausfuhrung der vorliegenden Erfindung und gemäß dem Stand der Technik. Table 1

Prüfung		Stand der Technik	Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
Verformung (mm)	Lastaufbringung in Querrichtung	12	11.4
	Überrolltest	32	31.6
	Torsionsaufbringung in linker Richtung	12	11.7
	Torsionsaufbringung in rechter Richtung	22	21.6

Die Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse der folgenden Prüfungen in Bezug auf eine konventionelle Dachrahmenkonstruktion (Gitterkonstruktion) gemäß dem Stand der Technik und eine erfinderische Dachrahmenkonstruktion gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die jeweils an einem Buskörper angeordnet sind: eine Prüfung, bei der eine Last in Querrichtung aufgebracht wird, eine Überrollprüfung, eine Prüfung, bei der eine Torsion in einer linken Richtung aufgebracht wird, und eine Prüfung, bei der eine Torsion in einer rechten Richtung aufgebracht wird.
Insbesondere bei einem Versuch, bei dem eine Belastung von 1G (Gravitationsbeschleunigung) in Querrichtung aufgebracht wird, zeigte die konventionelle Dachrahmenkonstruktion eine Verformung von 12 mm, während die erfinderische Dachrahmenkonstruktion eine Verformung von 11,4 mm zeigte. Wie die Tabelle zeigt, wurde die Seitensteifigkeit in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik verbessert.
Bei einem Überrollversuch zeigte die konventionelle Dachrahmenkonstruktion eine Verformung von 32 mm, während die erfinderische Dachrahmenkonstruktion eine Verformung von 31,6 mm aufwies. Wie sich gezeigt hat, ist der Widerstand gegen das Überschlagen in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik verbessert worden. Bei einem Versuch, bei dem die Torsion nach links aufgebracht wird, zeigte die herkömmliche Dachrahmenkonstruktion eine Verformung von 12 mm, während die erfinderische Dachrahmenkonstruktion eine Verformung von 11,7 mm aufwies. Wie gezeigt, wurde auf diese Weise der Widerstand gegen Torsion, die in linker Richtung in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik aufgebracht wird, verbessert. Bei einem Versuch, bei dem die Torsion in die rechte Richtung aufgebracht wird, zeigte die konventionelle Dachrahmenkonstruktion eine Verformung von 22 mm, während die erfinderische Dachrahmenkonstruktion eine Verformung von 21,6 mm aufwies. Die Tabelle zeigt also, dass der Widerstand gegen die in die rechte Richtung angewandte Torsion in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik verbessert wurde.
Gemäß den beispielhaften Ausführungen der vorliegenden Erfindung können die Vielzahl der Bogenteile 11 und die Vielzahl der Stützelemente 21, 22, 23, 24, 25 und 26 aus unterschiedlichen Materialien hergestellt werden, wodurch das Gewicht reduziert und die strukturelle Steifigkeit und dergleichen effektiv verbessert wird. Dadurch können die Längssteifigkeit, die Seitensteifigkeit, die Torsionssteifigkeit und ähnliches deutlich verbessert werden.
Wie oben dargelegt, kann die Dachrahmenkonstruktion für einen Bus leicht sein und eine verbesserte Struktursteifigkeit aufweisen, um dadurch das Risiko eines Überrollens zu verringern und den Kraftstoffverbrauch zu senken, da zumindest einige Stützelemente so angeordnet sind, dass sie zwischen den mehreren Bogenteilen geneigt sind Da die Bogenteile und die Stützelemente aus unterschiedlichen Materialien bestehen, kann zudem die strukturelle Steifigkeit verbessert und das Gewicht und die Herstellungskosten deutlich reduziert werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung mit Blick auf beispielhafte Ausführungsformen und die dazugehörigen Zeichnungsfiguren beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt, sondern kann von Fachleuten in derjenigen Technik, auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht, unterschiedlich modifiziert und verändert werden, ohne von der Idee und vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, die in den folgenden Ansprüchen geltend gemacht wird.

Claims

BEANSPRUCHT WIRD:
Dachrahmenkonstruktion für Busse, mit: einer Mehrzahl von in Längsrichtung des Busses voneinander beabstandeter Bogenteile; und einer Mehrzahl von zwischen der Mehrzahl von Bogenteilen angeordneten Stützelementen, wobei sich jedes Bogenteil in einer Querrichtung des Busses erstreckt, und wobei wenigstens einige Stützelemente von der Mehrzahl von Stützelementen in einem vorbestimmten Winkel bezüglich der Längsachse des Busses geneigt.
Dachrahmenkonstruktion nach Anspruch 1, wobei die Bogenteile und die Stützelemente aus Materialien mit unterschiedlichen Steifigkeiten bestehen und die Stützelemente aus einem Material mit einer höheren Steifigkeit als die der Bogenteile bestehen.
Dachrahmenkonstruktion nach Anspruch 1, ferner bestehend aus einem Paar Überhöhungsschienen, die sich in Längsrichtung des Busses erstrecken.
Dachrahmenkonstruktion nach Anspruch 3, ferner bestehend aus einem Paar Verstärkungsschienen, die die mehreren Bogenteile in Buslängsrichtung verbinden.
Dachrahmenkonstruktion nach Anspruch 4, wobei die Verstärkungsschienen jeweils parallel zu den Überhöhungsschienen verlaufen.
Dachrahmenkonstruktion nach Anspruch 3, wobei die Mehrzahl der Stützelemente umfasst: eine Vielzahl von ersten Stützelementen, die geneigt sind, um zwei benachbarte Bogenelemente zu verbinden; eine Vielzahl von zweiten Stützelementen, die sich zwischen zwei benachbarten Bogenteilen schneiden und zwei benachbarte Bogenteile verbinden; und eine Vielzahl von dritten Stützelementen, die geneigt sind, um ein Bogenteil und einen Teil der Überhöhungsschiene neben dem Bogenelement zu verbinden.
Dachrahmenkonstruktion nach Anspruch 6, wobei die Mehrzahl der ersten Stützelemente unterschiedliche Neigungsrichtungen aufweisen.
Dachrahmenkonstruktion nach Anspruch 6, wobei die Mehrzahl der ersten Stützelemente je nach Belastung der zu tragenden Bauteile unterschiedliche Neigungswinkel aufweisen.
Dachrahmenkonstruktion nach Anspruch 6, ferner mit einer Vielzahl von vierten Stützelementen, die einen Teil der Überhöhungsschiene und zwei zu dieser benachbarte Bogenteile verbindet.
Dachrahmenkonstruktion nach Anspruch 6, ferner bestehend aus: mindestens einem fünften Stützelement, das sich in Querrichtung des Busses erstreckt; und einer Vielzahl von sechsten Stützelementen, die mit dem fünften Stützelement verbunden sind.
Dachrahmenkonstruktion nach Anspruch 6, wobei das fünfte Stützelement ein Paar gebogene Enden aufweist, die an beiden Enden desselben befestigt sind, und das fünfte Stützelement über das Paar gebogene Enden mit dem Paar Überhöhungsschienen verbunden ist.
Dachrahmenkonstruktion nach Anspruch 11, wobei die gebogenen Enden des fünften Stützelements aus einem Material mit einer geringeren Steifigkeit als die des fünften Stützelements bestehen.
Dachrahmenkonstruktion nach Anspruch 1, ferner mit einer Vielzahl von Tragprofilen, in denen die Vielzahl der Bogenteile und die Vielzahl der Stützelemente je nach Gewicht der zu tragenden Bauteile unterschiedlich angeordnet sind.